《自然資源的開發利用》化學與可持續發展PPT(第2課時)
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、煤的綜合利用
1.煤的組成
2.煤的綜合利用
【微思考】
若從煤焦油中分離出芳香烴,應采用什么方法?
提示:煤焦油是由各種芳香烴組成的液態混合物?？筛鶕鞣N芳香烴的沸點不同利用蒸餾法進行分離。
【巧判斷】
(1)煤俗稱煤炭,因此可看作碳元素形成的單質。( )
提示:×。煤是由無機化合物和有機化合物組成的復雜的混合物。
(2)煤里主要含碳及少量的其他元素,但絕大多數都含硫,工業上大量燃燒含硫燃料會形成“酸雨”。( )
提示:√。煤中的硫元素在燃燒時會生成SO2氣體,SO2氣體是形成酸雨的主要污染物之一。
二、天然氣的綜合利用
【情境·思考】
我國在南海北部神狐海域進行的“可燃冰”試開采獲得成功,標志著我國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定產量的國家,為可燃冰的開采邁出了重要的一步。
可燃冰是一種由天然氣與水在低溫(0～10℃)、高壓(>107Pa)條件下形成的類冰狀結晶物質,又名天然氣水合物。
有人認為“可燃冰的開采和利用實現了由水變成油的夢想”,這種說法對嗎?
提示:不對。因為可燃冰中含有CH4和H2O,可燃冰中并不是只有H2O,是其中的可燃性成分CH4的作用。
三、石油的綜合利用
【巧判斷】
(1)煤、石油和天然氣是不可再生能源,也是新型清潔能源。( )
提示:×。煤、石油和天然氣不是新型清潔能源。
(2)化石燃料燃燒時產生的二氧化碳是大氣污染物之一。( )
提示:×。二氧化碳不是大氣污染物。
(3)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。( )
提示:√。裂化汽油含有不飽和烴,會與溴反應。
四、以煤、石油、天然氣為原料生產合成材料
1.三大合成材料:_____、_________、_________,這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產的。
2.合成材料的大量生產和使用,急劇增加的廢棄物對人類社會造成巨大的環境壓力。
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自然資源的開發利用PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
知識點 煤、石油、天然氣的綜合利用
【重點釋疑】
1.化學“三餾”的比較
2.化學中“兩裂”的比較
【思考·討論】
(1)如何從石油中得到乙烯?
提示:乙烯是石油裂解得到的,是石油深度裂化的產物。
(2)裂化和裂解有何區別和聯系?
提示:二者均屬于化學變化。裂化和裂解的目的不同,裂解的目的主要是獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。裂化的目的是提高優質、輕質油的產量,特別是提高汽油的產量。
【案例示范】
【典例】如圖是實驗室干餾煤的裝置圖,根據圖示回答下列問題。
(1)指出圖中儀器名稱:b________;d________。
(2)裝置c的作用是_________________,
d中的液體有________和________。煤焦油可以通過________的方法使其中的重要成分分離出來。
(3)e處點燃的氣體是_____,火焰的顏色是______色。
(4)下列敘述錯誤的是________。
A.煤發生了化學變化
B.d中液體的pH>7
C.d中液體只有一層
D.e處的氣體可以還原氧化銅,可以使溴水褪色
【解題指南】解答本題應該注意以下兩點:
(1)煤干餾的產物有焦炭、煤焦油和出爐煤氣。
(2)分離有機物液體混合物常用分餾的方法。
【解析】煤的干餾生成焦炭、煤焦油和出爐煤氣,出爐煤氣包括焦爐氣、粗氨水等,經c裝置的降溫和冷凝,粗氨水和煤焦油變為液體在d中聚集,則液體顯堿性;焦爐氣中氫氣、一氧化碳、甲烷都具有還原性,可用于還原氧化銅,這些氣體燃燒產生藍色火焰;焦爐氣中含有乙烯可以使溴水褪色;煤焦油是有機物的液態混合物,應采用分餾的方法分離。
答案:(1)硬質玻璃管 U形管
(2)將干餾生成的氣體進行降溫和冷凝 粗氨水 煤焦油 分餾
(3)焦爐氣 藍 (4)C
【遷移·應用】
1.下列關于化石燃料的加工說法正確的是( )
A.石油裂化主要得到乙烯
B.石油分餾是化學變化,可得到汽油、煤油
C.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣
D.煤制煤氣是物理變化,是高效、清潔地利用煤的重要途徑
【解析】選C。石油裂化的目的主要是獲得汽油等輕質燃料油,而石油裂解的目的才是獲得乙烯,A項錯誤;石油分餾是物理變化,B項錯誤;煤制煤氣是化學變化,D項錯誤;煤干餾的目的就是獲得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣,C正確。
2.下列說法中錯誤的是 ( )
A.石油中含有C5～C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油
B.含C20以上的烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有機物和無機物組成的復雜的混合物
D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來
【解析】選D。石油可以通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質液體燃料,但產量不高。通常采用裂化的方法,提高汽油的產量。煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物,主要含碳元素,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物,可以生產芳香族化合物苯和甲苯。
【素養提升】
我國的煤炭資源相對比較豐富,加快“煤制油”的發展,對我國社會經濟可持續發展有著深遠的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。
(1)寫出煤氣化反應的化學方程式?思考說明煤氣化的意義。
提示:C+H2O(g) CO+H2。煤氣化能夠減少煤燃燒時的粉塵污染,提高煤燃燒的效率,氣化后的產品可以用于化工生產,提高煤的綜合利用價值。
(2)如圖中由石油獲得相應產品的方法是什么?該方法是物理變化還是化學變化?得到的各種分餾產品是純凈物嗎?
提示:圖中由石油獲得相應產品的方法是分餾,屬于物理變化,所得產品是混合物。
(3)石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么?
提示:裂化汽油中含有烯烴,能與Br2發生加成反應,可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
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